ફ્લોરાઇડ

ફ્લોરાઇડ : ફ્લોરિન નામનું તત્વ ધરાવતાં સંયોજનો. આ સંયોજનોમાં ફ્લોરિનની ઉપચયન અવસ્થા – 1 હોય છે. ક્લૉરાઇડ, બ્રોમાઇડ અને આયોડાઇડ જેવાં હેલાઇડોથી ફ્લોરાઇડ ઘણા અલગ પડે છે. ફ્લોરાઇડ આયન(F)નું નાનું કદ એમ દર્શાવે છે કે તેમાં વધારાનો ઇલેક્ટ્રૉન મજબૂત રીતે જકડાયેલો હોય છે. આથી ફ્લોરાઇડમાંથી ફ્લોરિન પરમાણુ સર્જવો મુશ્કેલ હોય છે. કદ નાનું હોવાને પરિણામે તે સહસંયોજક બંધ બનાવવાનું વલણ ઓછું ધરાવે છે.

અકાર્બનિક ફ્લોરાઇડના બે ભાગ પાડી શકાય : અબાષ્પશીલ અને બાષ્પશીલ ફ્લોરાઇડ. સામાન્ય રીતે ઉપચયન-અવસ્થા IIIથી V ધરાવતી ધાતુઓ અબાષ્પશીપ ફ્લોરાઇડ બનાવે છે, જ્યારે અધાતુ તત્વો તથા ઊંચી ઉપચયન-અવસ્થા (V અને VI) ધરાવતી ધાતુઓ બાષ્પશીલ સંયોજનો બનાવે છે. અબાષ્પશીલ ફ્લોરાઇડના બે પેટાવિભાગ પાડી શકાય : (અ) આયનિક જાલક(lattice)માં F^– અને Mⁿ⁺ આયનો ધરાવતાં સંયોજનો; દા.ત., આલ્કલી ધાતુઓનાં ફ્લોરાઇડ. તે જ પ્રમાણે મર્ક્યુરિક ફ્લોરાઇડ (HgF₂) આયનિક જાલક ધરાવે છે, જ્યારે મર્ક્યુરિક ફ્લોરાઇડ (HgCl₂) આણ્વિક (molecular) સ્ફટિક છે. (બ) બીજા વર્ગમાં એવાં સંયોજનો આવે છે કે જેમની સંરચના અનંત (infinite), ત્રિપરિમાણી, ફ્લોરિન-પુલ (fluorine-bridge) ધરાવતા બહુલકો જેવી હોય છે. દા.ત., ઍલ્યુમિનિયમ ફ્લોરાઇડ (AlF₃).

બાષ્પશીલ ફ્લોરાઇડમાં બૉરૉન ટ્રાઇફ્લોરાઇડ (BF₃), સિલિકોન ટેટ્રાફ્લોરાઇડ (SiF₄), ફૉસ્ફરસ પૅન્ટાફ્લોરાઇડ (PF₅) ઉપરાંત ધાતુઓના પૅન્ટા– અને હેક્ઝાફ્લોરાઇડ સંયોજનોને ગણાવી શકાય; દા.ત., VF₅, WF₆, UF₆ વગેરે. આ બધાં સહસંયોજક (covalent) સંયોજનો છે અને તેમનાં ગલનબિંદુ તથા ઉત્કલનબિંદુ નીચાં હોય છે. ઝીનૉન હેક્ઝાફ્લોરાઇડ (XeF₆) પણ હવે બનાવી શકાયો છે.

અકાર્બનિક ફ્લોરાઇડ બનાવવા માટે તત્વ અથવા સંયોજન સાથે ફ્લોરિનની સીધી રાસાયણિક પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. SF₆, PbF₄, AgF₂ વગેરે આ રીતે બનાવાય છે. આ ઉપરાંત હાઇડ્રૉફ્લોરિક ઍસિડ(HF)ની ધાતુના ઑક્સાઇડ, હાઇડ્રૉક્સાઇડ કે કાર્બોનેટ સાથેની પ્રક્રિયાનો પણ ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ક્ષારનાં દ્રાવણોમાં ફ્લોરાઇડ ઉમેરવાથી પણ કેટલાંક ફ્લોરાઇડ અવક્ષિપ્ત કરી શકાય છે; દા.ત., CaF₂, PbF₂ અથવા SmF₂, AuF₃, TlF₃ અથવા UF₆ જેવાં ફ્લોરાઇડ હેલોજન ફ્લોરાઇડનો ઉપયોગ કરી બનાવી શકાય છે.

ફ્લોરાઇડ આયન ઘણાબધા સ્થાયી સવર્ગ સંકીર્ણો(co-ordination complexes)માં હોય છે. દા.ત., ફ્લોરોબૉરેટ (BF₄^–), ફ્લોરોઍલ્યુમિનેટ (ALF₆^3–), ફ્લોરોસિલિકેટ (SiF₆^2–), હેક્ઝાફ્લોરોફૉસ્ફેટ (PF₆^–) અને હેક્ઝાફ્લોરોફેરેટ (FeF₆^3–). એનાયનમાંના ઑક્સિજનનું ફ્લોરિન વડે વિસ્થાપન થતાં આ સંયોજનો બને છે.

અન્ય હેલાઇડની સરખામણીમાં અકાર્બનિક ફ્લોરાઇડની દ્રાવ્યતા થોડી અલગ પડે છે; દા.ત., અનુવર્તી ક્લૉરાઇડ કરતાં સિલ્વર ફ્લોરાઇડ (AgF), થૅલસ ફ્લોરાઇડ (TlF) અને મર્ક્યુરસ ફ્લોરાઇડ (Hg₂F₂) ખૂબ વધુ જ્યારે મૅગ્નેશિયમ ફ્લોરાઇડ (MgF₂), કૅલ્શિયમ ફ્લોરાઇડ (CaF₂), સ્ટ્રૉન્શિયમ ફ્લોરાઇડ (SrF₂), બેરિયમ ફ્લોરાઇડ (BaF₂), અને લિથિયમ ફ્લોરાઇડ (LiF) ખૂબ ઓછાં દ્રાવ્ય હોય છે.

કાર્બનિક રસાયણમાં પણ ફ્લોરાઇડ સંયોજનો જાણીતાં છે. તેમાં સંપૂર્ણ રીતે ફ્લોરિનકૃત (fluorinated) ‘પરફ્લોરોકાર્બન’ સંયોજનોથી માંડીને આંશિક રીતે ફ્લોરિનકૃત સંયોજનો તેમજ ફ્લોરોકાર્બન-સમૂહ સાથે જોડાયેલા ક્રિયાત્મક (functional) સમૂહો તેમજ વિષમચક્રીય (heterocyclic) વલયપ્રણાલી ધરાવતા વ્યુત્પન્નોનો સમાવેશ થાય છે. C–F બંધની બંધ-ઊર્જા (bond energy) ઘણી વધુ (440થી 480 કિજૂ./મોલ) હોવાથી તે ઉષ્મીય અને રાસાયણિક ર્દષ્ટિએ ખૂબ સ્થાયી હોય છે. આમાં ટેટ્રાફ્લોરોઇથિલીન (CF₂ = CF₂) અને પરફ્લોરોપ્રોપીન (CF₃CF = CF₂) એ ફ્લોરિનેટેડ બહુલકો માટેનાં આરંભિક (starting) દ્રવ્યો છે. આવા બહુલકોમાં પૉલિટેટ્રા-ફ્લોરોઇથિલીન જે સામાન્ય રીતે અમેરિકામાં ટેફ્લૉન તરીકે અને બ્રિટનમાં ફ્લુઑન તરીકે ઓળખાય છે તે ખૂબ જાણીતો છે.

ફ્લોરાઇડ સંયોજનો અનેક પ્રકારની ઉપયોગિતા ધરાવે છે. સોડિયમ ફ્લોરાઇડ કૃતંકનાશક (rodenticide) તરીકે, ક્રાયોલાઇટ (Na₃AlF₆) વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા ઍલ્યુમિનિયમ ધાતુ મેળવવામાં ઍલ્યુમિનિયમ ઑક્સાઇડના પ્રગાલક તરીકે, ફ્લોરસ્પાર (CaF₂) ધાતુકર્મ(metallurgy)માં સામાન્ય પ્રદ્રાવક તરીકે વપરાય છે. સલ્ફર હેક્ઝાફ્લોરાઇડ ઉચ્ચ-વોલ્ટતાવાળાં સાધનોમાં કાર્યક્ષમ વાયુમય ઇન્સ્યુલેટર તરીકે, જ્યારે ક્લોરિન ટ્રાઇફ્લોરાઇડ યુરેનિયમ હેક્ઝાફ્લોરાઇડ જેવાં સંયોજનો બનાવવા માટે એક શક્તિશાળી ફ્લોરિનકારી (fluorinating) પદાર્થ તરીકે વપરાય છે. બૉરૉન ટ્રાઇફ્લોરાઇડ ઘણી કાર્બનિક પ્રક્રિયાઓ માટે અગત્યના ઔદ્યોગિક ઉદ્દીપક તરીકે વપરાય છે. ફ્લોરોફૉસ્ફોરિક ઍસિડમાં કેટલાંક એસ્ટરો; દા.ત., ડાઇ-આઇસોપ્રોપાઇલ એસ્ટર, (iso–C₃H₇O₂)₂POF, ચેતાપ્રભાવી વાયુઓ (nerve gases) તરીકે જાણીતાં છે; જ્યારે અન્ય કેટલાંક સંયોજનો કીટનાશક તરીકે વિકસાવવામાં આવ્યાં છે.

ફ્લોરાઇડ આયનનું ખૂબ ઓછું પ્રમાણ (0.8થી 1.6 ppm) દાંતમાં પોલાણો અટકાવવામાં મદદરૂપ થતું હોવાથી નગરપાલિકા દ્વારા પૂરું પાડવામાં આવતા પાણીનું ફ્લોરીકરણ (fluorination) કરવામાં આવતું હોય છે. જોકે વધુ પ્રમાણ હાનિકારક છે. ભારત અને અન્ય દેશોમાં 2થી 3 ppm કે તેથી વધુ ફ્લોરાઇડવાળું પાણી પીવાથી હાડકાંને નુકસાન થાય છે તથા દાંત ઉપર ડાઘા પડે છે (mottling). કેટલાક વૈજ્ઞાનિકોના મતે કિડનીના રોગી અથવા વિષાળુ પદાર્થો પ્રત્યે સંવેદનશીલ એવા માનવીઓ માટે ફ્લોરાઇડને લીધે જોખમો ઊભાં થાય છે.

ફ્લોરાઇડ(F^–)મૂલકના પરીક્ષણ માટે પદાર્થની સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. આથી ઉત્પન્ન થતો હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ કાચનું નિરેખણ (etching) કરી શકે છે. ફ્લોરાઇડ જો દ્રાવ્ય હોય તો તેના દ્રાવણમાં કૅલ્શિયમ ક્લૉરાઇડ ઉમેરવાથી કૅલ્શિયમ ફ્લોરાઇડના સફેદ અવક્ષેપ મળે છે. પરીક્ષણ માટે રંગમિતીય અને વિદ્યુતમિતીય પદ્ધતિઓ પણ પ્રાપ્ય છે.

કલ્પેશ સૂર્યકાન્ત પરીખ